超分子凝胶诱导荧光增强的研究

论文摘要

由小分子凝胶因子通过分子自组装形成的超分子凝胶由于其微结构可控目前成为超分子化学的研究热点。超分子凝胶是介于固体与液体之间由凝胶因子聚集体形成三维网络结构的准固态,这种独特的结构使客体分子在其中表现出不同于在溶液中的行为。本文首先研究了二苄叉山梨醇（DBS）为凝胶因子形成的超分子有机凝胶及L-苯丙氨酸衍生物3-{[（2S）-2-（十八酰胺基）-3-苯丙基]酰胺基}丁酸四乙基胺盐（TC18PheBu）为凝胶因子形成的超分子水凝胶的相关性质,探讨了罗丹明6G（R6G）、吖啶橙（AO）及环丙沙星（CPFX）在上述超分子凝胶中的荧光增强行为及相关机理。研究结果如下:1、通过凝胶化实验确定了适合荧光研究的DBS浓度为0.2 wt%,溶剂为1:2 （V/V）的二甲基亚砜（DMSO）与水的最佳超分子有机凝胶体系及TC18PheBu浓度为2.0 wt%的超分子水凝胶体系。偏光显微镜照片表明DBS的聚集体呈球晶而TC18PheBu在纯水中聚集态表现为“树枝状”;场发射扫描电镜表明这两种凝胶因子在相应的溶剂中自组装形成相互缠绕的纤维束的三维网络结构。2、稳态荧光研究表明,超分子凝胶的形成诱导荧光分子的荧光增强。同浓度的荧光物质,当DBS浓度为0.2 wt%时,其在超分子有机凝胶中的荧光强度是在溶液中荧光强度的2倍;当TC18PheBu浓度为2.0 wt%时,在超分子水凝胶体系中则为24倍。通过变温荧光研究发现随温度提高荧光强度降低,是由于超分子凝胶网络结构松弛及解缔所致,表明凝胶因子的聚集组装形成超分子凝胶可诱导荧光分子荧光增强。3、运用倒置荧光显微镜、时间分辨荧光和偏振荧光对AO荧光增强的机理进行了探讨。荧光照片显示AO分布在超分子凝胶的三维网络中,呈相互分离的状态;时间分辨荧光表明AO在超分子凝胶中荧光衰减速率低于其在溶液中,说明凝胶因子分子之间的聚集形成的三维网络将荧光分子“分离”开来,降低了荧光分子碰撞猝灭等非辐射弛豫过程使荧光增强;偏振荧光结果显示在溶液中AO的各向异性值为0.03,而在超分子有机凝胶及水凝胶中分别为0.22和0.40,表明AO在超分子凝胶三维网络结构中的运动受到限制,AO固定在网络纤维或网络所包含的溶剂中,进一步表明超分子凝胶三维网络的形成使荧光分子间碰撞失活几率降低,荧光增强。AO在溶液和在超分子凝胶中的摩尔吸光系数以及量子产率的计算结果表明,在选定体系中,荧光物质在超分子凝胶中的摩尔吸光系数变化不大,但量子产率分别为溶液中的1.1倍和3.3倍,说明量子产率的提高是荧光分子在凝胶中荧光增强的主要原因。4、在DBS有机凝胶体系中AO的浓度与荧光强度有良好的线性关系,线性相关系数R=0.9999,回收率为97.8%（n=3）,超分子凝胶诱导荧光增强有望在荧光分析上得以运用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 荧光分析法的介绍
• 1.2 荧光研究常用手段
• 1.3 超分子凝胶
• 1.4 超分子有机凝胶
• 1.5 超分子水凝胶及应用
• 1.6 超分子凝胶在荧光增敏上的研究
• 1.7 本课题的基本思想和研究内容
• 2 有机凝胶诱导荧光增强的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 3 超分子水凝胶诱导荧光增强的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 4 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录